Design Air Receiver Tank

- การออกแบบถังพักลมสำหรับปั๊มลม Fixed speed และปั๊มลม Inverter -

• ถังพักลม (Air Receiver Tank) เป็นหนึ่งในอุปกรณ์มาตรฐานที่ต้องมีในทุกห้องเครื่องปั๊มลม ใช้สำหรับเก็บลมอัดที่ต่อมาจากระบบของปั๊มลม และการออกแบบขนาดของถังพักลมนั้น จำเป็นต้องมีการคำนวนให้เหมาะสมเพียงพอเป็นไปตามคำแนะนำของทีมผู้เชี่ยวชาญ โดยปกติการคำนวณถังลมสำหรับปั๊มลม fixed speed นั้นจะแตกต่างจากปั๊มลมชนิด inverter อยู่บางส่วน

การเลือกถังพักลมให้เหมาะสมกับการทำงานของปั๊มลม Fixed speed

การเลือกถังลมให้ปั๊มลม fixed speed นั้นค่อนข้างมีนัยยะความสำคัญที่ทางผู้ใช้เครื่องต้องระวังมากกว่าปกติ ปั๊มลมชนิด fixed speed นั้นจะมีการหมุนรอบของ main motor ที่ความเร็วรอบเพียงความเร็วเดียว และปั๊มลมชนิดนี้จะมี valve ให้อากาศเข้าเป็นชนิด unloader ซึ่งจะมีการทำงานอยู่ 2 สถานะคือ load (valve เปิดให้ลมเข้าเครื่อง) และ unload (valve ปิดแต่ตัว screw element ยังหมุนตัวเปล่าและไม่มีอากาศเข้าเครื่อง) การทำงานของ load และ unload นั้นจะอยู่ที่การ set ค่า load/unload ของตัวปั๊มลมโดยตรง

การตั้ง pressure band set point ของปั๊มลม ธรรมชาติแล้วการตั้ง pressure นั้นจะต้องตั้งค่า load pressure ให้สูงกว่า operating pressure เสมอ และการตั้งค่าควรมีช่วงระยะ load/unload ไม่กว้างจนเกินไป แต่ก็ไม่ควรแคบกว่า 0.5 บาร์ เพื่อเลี่ยงการเสียหายที่จะเกิดกับตัว unloader

เมื่อมาถึงการเลือกถังลมให้กับปั๊มลม fixed speed นั้น เหมือนกับที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ คือเพื่อถนอมให้ตัว unloader ไม่ให้ทำงานหนักจนเกินไป กรณีที่ออกแบบถังพักลมเล็กจนเกินไป ตัวปั๊มลมจะอัดแรงดันจนแรงดันขึ้นไปถึงค่า unload เร็วกว่าปกติ และจะทำให้เครื่องตัดเข้าสู่สถานะ unload เร็วขึ้น และสลับกลับไป load ใหม่ ทำให้เครื่องปั๊มลมมีการทำงาน load/unload ที่ถี่มากเกินไป ในระยะสั้นอาจจะยังไม่เห็นปัญหาที่ชัดเจนนัก แต่เมื่อใช้อย่างต่อเนื่องสิ่งที่จะพบเจอคือตัว unloader จะมีแนวโน้มที่จะเสียเร็วขึ้น กลับกันกรณีที่ปั๊มลม fixed speed มีการออกแบบคู่กับถังลมที่มีขนาดใหญ่เกินกว่าที่แนะนำนั้น ไม่ได้มีข้อเสียที่เป็นนัยยะมากนัก ข้อเสียที่จะเกิดขึ้นมีเพียงอย่างเดียวคือการลงทุนอาจสูงเกินจำเป็น

การเลือกถังพักลมให้เหมาะกับการทำงานของปั๊มลม Inverter

สำหรับการเลือกถังพักลม ให้เหมาะสมกับปั๊มลมชนิดที่ใช้ระบบ inverter นั้นจะมีความแตกต่าง และง่ายกว่าการเลือกถังพักลมสำหรับปั๊มลม fixed speed ในหลายๆ แง่ ธรรมชาติปั๊มลมชนิด inverter จะมีลักษณะการทำงานแบบเลี้ยงรอบตามการใช้งาน ณ ขณะนั้น และสามารถทำการปรับเปลี่ยนปริมาณการผลิตลมให้เหมาะสมต่อปริมาณลมที่ต้องการเมื่อมีการใช้ลมมากขึ้นหรือน้อยลง ด้วยการควบคุมความเร็วรอบของ main motor (สามารถควบคุมความเร็ว turn down ได้ตั้งแต่ 20% ไปจนถึง 100%)

อีกหนึ่งอุปกรณ์ที่แตกต่างในระบบปั๊มลม inverter เทียบกับปั๊มลม fixed speed คือ ปั๊มลมชนิด inverter จะไม่มี unloader (ไม่มีการ set ค่าแรงดัน 2 ค่า load / unload) แต่อุปกรณ์นั้นถูกแทนที่ด้วยระบบ Inlet valve ที่ถูกออกแบบให้ไม่มีกระบวนการ unload (blow off loss) และตัวเครื่องถูกออกแบบมาให้ set ค่าแรงดันที่ค่า load เพียงค่าเดียว วิธีการทำงานคือเมื่อเครื่องปั๊มลมทำงาน ตัว inlet valve ถูกเปิดทิ้งไว้เพื่อให้อากาศ air intake สามารถไหลเข้าไปในระบบได้ และหลังจากนั้นปริมาณการผลิตลมจะแปรผันตามความเร็วรอบของ main motor โดยตรง ในกรณีที่ไลน์ผลิตต้องการปริมาณลมเยอะ เครื่องจะเร่งรอบของ main motor ขึ้นมา กลับกันเมื่อไลน์ผลิตต้องการลมน้อยเครื่องจะใช้วิธีลดรอบความเร็ว main motor ลงตาม

เมื่อพูดความสัมพันธ์ระหว่างปั๊มลม inverter กับการทำงานคู่กับถังลมนั้นจะพบว่า ถังพักลมนั้นจะเหลือสถานะเป็นแหล่ง buffer ทำให้ลมนิ่งเท่านั้น ส่วนปั๊มลมจะทำงานโดยการเลี้ยงแรงดันในถังลมให้ไกล้เคียงกับค่า load set point ตลอดเวลา โดยธรรมชาติเครื่องจะตั้งแรงดันไว้ที่ค่า load เพียงค่าเดียว แต่เวลาเครื่องทำงานจริงตัวเครื่องจะพยายามเลี้ยงแรงดันสูงกว่าค่า set point ให้ไม่เกิน 0.5 บาร์ ซึ่งแตกต่างจากปั๊มลม fixed speed ตรงที่เครื่อง fixed speed จะทำงานแบบ load / unload และเมื่อเครื่องเข้าสู่สถานะ unload ในระยะเวลาหนึ่ง เครื่องจะเปลี่ยนสถานะเป็นการ stop แทน ในขณะที่ปั๊มลม inverter นั้นจะพยายามหลีกเลี่ยงการ stop เครื่องโดยไม่จำเป็น แต่จะเปลี่ยนวิธีการทำงานเป็นการเลี้ยงแรงดันในถังลมให้ไกล้เคียงค่า set point มากที่สุดตลอดเวลา ทำให้เครื่องไม่เกิดสภาวะ main motor วิ่งตัวเปล่าในทุกกรณี และตัวเครื่องจะไม่มีการตัดดับ ยกเว้นปริมาณ consumption จะลดลงต่ำกว่า 20% ของ maximum capacity นั้นหมายความว่าถึงแม้ระบบจะมีถังลมที่ใหญ่ หรือเล็กปั๊มลมก็จะยังคงทำงานโดยการเลี้ยงรอบ และไม่ตัดดับยกเว้นระบบไลน์ผลิตมีการใช้ลมน้อยกว่า 20% เท่านั้น